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跨座式单轨线路设计分析
摘要:跨座式单轨作为轨道交通的一种常见制式,在中国各大城市正逐步受到人们的关注,轨道交通作为一种绿色的快速出行方式,已经成为了当今城市交通出行的最重要的方式。本文结合跨座式单轨线路设计的实践经验,对单轨轨道线路技术标准,平面、横断面、辅助线设计标准、重点问题进行了分析,以期为同类型项目的设计及检修维护提供很好的借鉴。
关键词:跨座式单轨线路;设计;检修维护
引言
跨座式单轨车站是城市交通网络中一种重要的节点,它是提供给广大乘客乘降,换乘和候车的公共场所,车站应能够保证旅客安全、舒适、迅速地进出轨道交通车站,同时具有良好的暖通,采光,卫生,防灾防火设备等,给广大乘客提供相对安全、舒适、清洁的公共环境。我国重庆市自2005年以来,相继开通的轨道交通2号线、3号线均采用跨座式单轨系统制式,充分发挥了其对“山城”复杂地形适应能力强、环境影响小、景观效果好的特点,自开通以来运行良好。
1跨座式单轨线路简介
跨座式单轨交通系统是一种轨道为条带型的梁体,车辆跨坐于其上行驶的交通工具。车辆的最高速度能够达到80km/h,平均运营速度为30~35km/h,与地铁等城市轨道交通速度相当。
跨座式单轨具有爬坡能力强,可实现灵活的线路选择,能够在线路地形条件较差或大坡度线路条件下运行,转弯半径小,适用于旧城改造或城市核心区道路狭窄地段;施工周期短,工程造价低,跨座式单轨系统轨道为模块结构,轨道梁便于工厂预制、现场拼接,既保证了精度又便于施工,还可以缩短工期,工程造价较低。
跨座式单轨目前在美国、日本、阿联酋、巴西等国家均有广泛的应用,运营和正在建设线路里程超过600km;我国重庆2号线、3号线均采用跨座式单轨,另外柳州、芜湖、桂林、汕头等城市正在开展前期的相关研究工作,本文就某城市跨座式单轨前期线路设计过程中的一些重点问题展开讨论,以为后续设计提供借鉴。
2跨座式单轨轨道线路技术标准
2.1最小平曲线半径
正线:最小平曲线半径不小于100m。车站:最小平曲线半径不小于300m,困难地段可减至250m。车场:最小平曲线半径不小于50m。道岔区:最小平曲线半径不小于100m,衔接道岔的附带曲线最小半径不小于50m(车场)
2.2缓和曲线
当平曲线半径小于2000m时,在直线与圆曲线间(除站线及道岔区曲线外)应采用回旋曲线线型的缓和曲线连接。缓和曲线长度(L)不小于按下式计算取值,最短缓和曲线长不小于15m。道岔附带曲线和车辆段及综合基地线路可不设缓和曲线。
一般地段:L=V3/14R;困难地段:L=V3/17R。上式中:V-通过曲线的行车速度(km/h),R-曲线半径(m)。
2.3夹直线
相邻曲线间夹直线长度不得小于20m。
2.4线路最大纵坡及最小坡段长度
(1)纵断面最大坡度正线:不大于60‰,车站不大于:5‰、高架车站为0‰,折返牵出线之牵出坡度上坡与正线同、下坡不大于5‰,车辆段检修、停留线2.5‰。曲线地段线路最大坡度应按下式予以折减。平面曲线阻力引起的坡度折减率(g):g=800/R(‰)。上式中:g-坡度折减率(‰);R-平曲线半径(m)
高架站内正线坡度宜设计为平坡,地下站应满足排水要求。对困难地段车站的正线坡度、道岔区以及有摘挂作业和设存车线的车站,其坡度均不应大于5‰。
(2)纵坡坡度与坡长的设计应结合行车速度,工程与运营条件等合理确定。并行地段尽可能按等高设计,坡段最小长度为150m。当纵坡大于30‰时,其坡度与最大坡段长度的对应关系可按下式计算:L=1200-(40G/3)。式中:L-最大坡长(m),G-坡度值(‰)。
在连续陡坡地段应按平均坡度计算限制的坡段长度。
2.5相邻坡段的连接标准
相邻坡道的连接宜设计为较小的坡度差,当相邻坡度代数差为5‰及其以上时均应设置圆曲线线型竖曲线。当平曲线半径R≤400m时,竖曲线半径R竖为3000m,R>400m时,R竖为2000m,困难地段或车站两端R竖可减至1000m。竖曲线最小长度为15m。两相邻竖曲线不得搭接。
2.6超高
正线上的圆曲线,除道岔及道岔区曲线外,必须设12%及其以下的超高率C(,并按下式计算: (%)。上式中:V-通过曲线的行车速度(km/h);R-平曲线半径(m)。曲线的最大超高率为12%,允许欠超高率为5%,允许过超高率为3%,超高过渡应在缓和曲线全长范围内完成。并行地段左、右线超高尽量按等值设计。
2.7列车最高运行速度
列车最高运行速度75km/h。曲线限速可按下式计算:
。式中:V-曲线限速(km/h);R-平曲线半径(m)
3跨座式单轨线路设计
3.1平面设计标准
(1)正线上直线地段两轨道中心间距为3.7m,当曲线半径小于500m时,应考虑曲线地段引起的线间距加宽;此外还应考虑曲线地段由于设置超高及左、右线超高不等时引起的线间距加宽。
(2)线路平面设计应优先采用两端等长缓和曲线的单曲线线型,不宜采用复曲线,特别困难条件下线路平面采用复曲线线型时,两圆曲线间插入的缓和曲线长度应不小于分别按两圆曲线半径求得的缓和曲线长度差值,且不应小于一节车辆长度,宜按15m计。
(3)夹直线和圆曲线的最小长度不应小于15m。
3.2纵断面设计标准
(1)区间正线的最大坡度为60‰。(2)竖曲线的设置应符合下列规定:相邻坡段间应以圆曲线型竖曲线连接;当平面曲线半径不大于400m时,竖曲线半径不应小于3000m;当平面曲线半径大于400m时,竖曲线半径不应小于2000m;困难地段及车站两端竖曲线半径可减至1000m。(3)坡段长度应满足:线路最短坡段长度不应小于远期列车编组长度100m,且两竖曲线之间夹直线长度不宜小于40m,困难情况下不应小于20m。当纵坡≥30‰时,坡段长度应按下式计算的长度进行限制:L≤1200-40i/3。式中:L——坡段限长(m);i——坡度值(‰)。超出该要求时需要核查车辆的编组及其牵引和自动的动力性能。
3.3辅助线设计
3.3.1配线及停车线
《轻型跨座式单轨交通设计导则》(T/CAMET 04001-2018)规定每隔5~6座车站设置停车线,并根据行车密度、故障运行、维修作业要求设置必要的渡线。考虑跨座式单轨渡线造价较高,且对城市景观影响较大,建议在满足运营要求的前提下,尽量减少渡线的数量;停车线可采用“Y”字形或外挂形式;具体形式可结合现场条件、景观因素综合考虑。
3.3.2出入场线
出入场线的设计需综合考虑现场条件、出入场线与正线立体交叉处桥梁的实施难度;出入场线兼折返功能时,应进行多方案比选。如车辆段出入场线,进行了两种方案比选;方案一采用“Y”字形,出入场线需与正线交叉,区间桥梁需设置多处门式墩,且交叉处桥梁需采用异型桥墩,实施难度较大。
3.3.3联络线
跨座式单轨为实现资料共享,不可避免需设置联络线;高架换乘站一般为“十”字换乘和平行换乘;平行换乘需设置联络线时,联络线可采用两个单开道岔;“十”字换乘需设置联络线时,为减小联络线对城市景观的影响,联络线可结合周边地块的开发设置,设置于地块内,避免对城市景观的影响。
4结束语
目前,城市交通压力流量非常巨大,跨座式轨道交通的作用将会越来越大,其也成为了城市轨道交通研究发展的趋势。国内跨座式单轨交通在重庆实际运营中已经不断完善,为重庆轨道交通领域今后的应用可持续发展奠定了基础。
参考文献
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京公网安备 11011302003690号